Жизнь и мечта

От надежности, от бесперебойной работы гигантских энергетических систем зависит жизнедеятельность не только отдельных фабрик и заводов, но и целых экономических районов. А если учесть, что современные тепловые энергоблоки в своем устройстве содержат километров 100 и более труб в одном агрегате и что любой сантиметр этих труб может вывести из строя всю эту гигантскую систему, то станет совершенно очевидным, почему требования к надежности, к качеству каждого сантиметра таких труб теперь неизмеримо возросли. Не менее важна проблема надежности и в других областях техники. Требования к качеству теперь настолько повысились, что их можно было бы охарактеризовать стопроцентной гарантией, теоретически степень надежности должна быть не ниже, чем 99,99999999%.

Технико-экономическая эффективность любого нового технического сооружения теперь определяется не столько достигнутыми при этом высокими техническими параметрами, что, конечно, также очень важно, сколько долговременностью работы машины, агрегата, сооружения, конструкции и т. п. Именно это в конечном счете определяет их технико-экономическую эффективность, только в этом случае затраты общества на их сооружения могут быть оправданы.

При скоростном и поточном производстве многих видов изделий (металлических труб, листов, слябов, блюмсов, резиновых смесей, шин), при автоматической сварке металлов и сплавов, в производстве ответственных керамических изделий, пластмасс, стеклопластиков и т. п. также необходимы более надежные и более быстрые методы получения информации о ходе технологических процессов и качестве продукции, с тем чтобы эти данные могли быть непосредственно использованы для управления и корректировки самих технологических процессов.

Интроскопия как новый многоэлементный метод информации, несомненно, послужит очень ценным средством для решения подобных задач. В ряде случаев методы интроскопии уже стали практически необходимыми при ускоренном контроле технологических процессов.

185

Схема преобразования «фотокатод — экран»

Если иметь в виду различные виды излучений (от гамма-квантов высоких энергий до радиоволн миллиметрового диапазона и от упругих колебаний высокой частоты до корпускулярных излучений) и их спектральный состав, то мы можем сказать, что в природе нет непрозрачных тел. Все зависит от правильности выбора вида и спектрального состава излучения. Для лучей нейтрино, например, и шар земной прозрачен.

Человеческая кровь в соответствующих условиях прозрачна даже в ближней инфракрасной области излучений, а большинство тканей живого организма прозрачно в области 12—14 микрон. Металлы и жидкости хорошо пропускают, как известно, ультразвуковые волны и кванты высоких энергий.

С точки зрения физических законов распространения и поглощения указанных видов излучений в твердых и жидких телах постановка проблемы интроскопии вполне правомерна. Но правомерна ли ее постановка в наше время с точки зрения технических возможностей решения? Положительный ответ мы должны дать и здесь.

Успехи современной физики, а технической электроники в особенности, дают нам ключ к решению указанной проблемы.

Под видением в непрозрачных средах и телах я понимаю прежде всего прямое оптическое видение в отраженных и рассеянных лучах с заданным коэффициентом трансформации размеров изображений.

186

Чтобы показать реальность разрешения проблемы интроскопии уже в наше время, остановимся для примера на одном из видов техники этого рода — на инфракрасной интроскопии.

Выбор этот не случаен. Принцип видения в непрозрачных средах и телах в настоящее время можно наиболее наглядно показать именно на примере применения для этой цели инфракрасных лучей, так как техника преобразования их в оптически видимые изображения хорошо разработана.

Приборы, преобразующие невидимые инфракрасные лучи в оптически видимые, получили название электронно-оптических преобразователей (сокращенно — ЭОП).

Впервые такой преобразователь был создан в 1934 г. голландским физиком Холстом де Буром. В дальнейшем системы ЭОП были усовершенствованы многими авторами. В настоящее время они являются уже вполне отработанными техническими приборами и могут применяться для решения ряда практических задач.

Кратко устройство и принцип действия электроннооптических преобразователей инфракрасных лучей можно изложить так. В вакууме на две параллельные, обращенные одна к другой стеклянные поверхности наносятся два слоя с особыми свойствами. Один из них (первый по ходу лучей) является фотокатодом, чувствительным к инфракрасным лучам указанного диапазона волн, другой представляет собой тонкий слой вещества, способного светиться под ударами электронов — флюоресцирующий экран. Под действием инфракрасных лучей с фотокатода вылетают, или, как говорят, эмитируют, электроны. При этом плотность электронного потока с отдельных участков фотокатода пропорциональна интенсивности инфракрасного излучения, падающего на эти участки.